[發明專利]一種形狀可變/多方位驅動救助型機器人的移動機構

無效

• 申請號: 200910215972.1
• 申請日: 2009-12-31
• 公開（公告）號: CN101746424A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 張勤;曲寧璽;王曼莉
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B62D55/065
• 分類號: B62D55/065;B62D55/26;A62B99/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及一種形狀可變/多方位驅動救助型機器人的移動機構，屬于先進制造技術 領域。

背景技術

鑒于救助機器人應用環境的特殊性，對其關鍵性能必須提出特殊的要求。為了使其能 夠勝任救助工作，它必須具有很強的運動能力，即必須具有能在諸如廢墟，坎坷和狹小空 間內等惡劣路況下行走的能力。而賦予救助機器人這些能力的最重要部分就是機器人的移 動機構。移動機構是救災機器人的移動載體。救災機器人的移動機構應能夠適應各種各樣 的地理環境，并且具有一定的爬坡能力和越過障礙能力。此外，還需要有良好的姿態穩定 性，一定的移動速度和低能耗等要求。現有的救助機器人的移動機構主要有：無肢運動(以 蛇形運動為主)，跳躍式，輪式，腿式，輪腿式和履帶式等。蛇形機器人具有運動穩定性好， 適應地形能力強和高的牽引力等特點，但多自由度的控制困難，運動速度低；跳躍式機器 人可以躍過數倍于自身高度的障礙物或溝渠，對地形有較強的適應力，但是跳躍運動首先 需要克服自身重力影響，且騰空和觸地階段動力學方程復雜，平衡難以控制；輪式機器人具 有結構簡單，重量輕，輪式滾動摩擦阻力小和機械效率高等特點，但越過溝渠，臺階的能 力差；腿式機器人具有適應地形能力強的特點，能越過大的溝壕和臺階，其缺點是穩定性 差，速度慢；輪腿式機器人融合腿式機構的地形適應能力和輪式機構的高速高效性能，其 缺點是結構相對復雜；履帶式機器人地形適應能力強，但要越過大的溝壕，自身的尺寸就 要做的很大，能耗大。在災難事故現場，由于搜索路徑既不固定又很復雜，空間各個方向 都可能存在擠壓的幾何約束，且沒有固定的約束模式，這就要求救助機器人必須具有多種 靈活的移動機構，才能夠適應不同的環境。

目前，國內已經研究和開發了各種移動機構的救助機器人。如：一種由記憶合金彈簧 驅動的蛇形機器人，通過加熱、冷卻記憶合金驅動機器人作前后、左右、轉彎運動。這種 機器人不能上、下臺階，不能順利通過凹坑和尺寸稍大的溝渠(解中寧，趙麗娟，隋新， 袁月峰，韓俠，鮑玉新，潘宏歌.一種蛇形機器人.中華人民共和國國家專利產權局， 02109369.5，2002.03.27.)。中科院沈陽自動化所在2003年以后推出的“靈蜥”系列機器 人突出的特點是采用輪-腿-履帶復合移動機構(王超越.我國危險作業機器人研究開發取得 新進展.機器人技術與應用，2005，06：11-14，18.)，在爬坡、爬樓梯、越障時，機器人 采用履帶移動方式；在平坦地面時，機器人采用輪子移動方式。這種機器人可根據路況， 選擇不同的移動機構，但不能實現多方位移動。

本發明提出的形狀可變/多方位驅動的救助型機器人的結構，兼有履帶機構和蛇形機構 的優點，它可以根據災害現場的情況，改變其機構的形狀，實現多方位移動，從而勝任瓦 礫、廢墟等惡劣路面上的行走。目前缺少這樣的救助型機器人的移動機構。

發明內容

本發明的目的在于提供一種形狀可變/多方位驅動救助型機器人的移動機構。有效地 克服現有機構中存在的平衡難以控制、越過溝渠，臺階的能力差、自身尺寸大、難以適應 惡劣路面(瓦礫，廢墟)的救災現場等問題。

實現上述發明目的本發明采用以下技術方案：